甲基丙二酸诱导 LOXL2+胰腺星状细胞促进衰老胰腺线性细胞外基质排列并驱动胰腺癌进展

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  【编辑推荐】为探明衰老胰腺细胞外基质(ECM)改变对胰腺癌(PDAC)进展的影响,研究人员聚焦甲基丙二酸(MMA)与胰腺星状细胞(PSCs)。发现 MMA 通过 KLF10/SP1 通路诱导 PSCs 表达 LOXL2,促进线性 ECM 排列及肿瘤进展,为老年 PDAC 治疗提供新靶点。

  在人口老龄化浪潮中,癌症治疗正面临前所未有的挑战,尤其是与年龄密切相关的胰腺癌(Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC)。这种恶性肿瘤不仅发病率随年龄增长攀升,其侵袭性与治疗抵抗性也让临床医生头疼不已。细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)作为肿瘤微环境的重要组成部分,其物理结构与生化特性的改变被认为是肿瘤进展的关键推手。然而,衰老胰腺中 ECM 的线性排列变化是否与 PDAC 进展相关,背后又隐藏着怎样的分子机制,一直是悬而未决的科学谜题。
为解开这些谜团,东南大学附属中大医院的研究团队展开了深入探索。他们将目光锁定在衰老相关的代谢产物与 ECM 重塑的交互作用上,试图从分子层面揭示老年 PDAC 患者预后更差的原因。这项研究成果发表在《Cell Death and Disease》,为理解年龄相关肿瘤微环境提供了全新视角。

研究人员采用多维度的研究策略:首先分析 SEER 数据库中 14242 例 PDAC 患者数据,结合国内 50 例老年与 50 例年轻患者的临床样本,证实衰老胰腺中线性 ECM 排列显著增加,且与肿瘤分期、神经浸润等恶性特征密切相关。为明确驱动因素,他们检测血清甲基丙二酸(Methylmalonic Acid, MMA)水平,发现其在老年患者中升高,并与线性 ECM 排列呈正相关。通过细胞实验与动物模型(PDAC 细胞与 PSCs 皮下共移植模型),研究团队发现 MMA 可诱导胰腺星状细胞(Pancreatic Stellate Cells, PSCs)表达赖氨酰氧化酶样蛋白 2(LOXL2+),进而促进 ECM 线性排列,加速肿瘤生长。

在机制研究中,RNA-seq 与染色质免疫沉淀(ChIP)等技术揭示,MMA 通过上调转录因子 Kruppel 样因子 10(KLF10),使其与 SP1 形成复合物,结合于 LOXL2 启动子区域的 P2 位点,增强基因转录。单细胞测序分析进一步发现,老年胰腺中富集的 PSCs 亚群(Cluster 5)高表达 LOXL2,与 MMA 诱导的 PSCs 特征高度吻合,印证了 LOXL2+PSCs 在衰老相关 ECM 重塑中的核心地位。

衰老胰腺 ECM 线性排列与 PDAC 进展的临床关联


通过分析正常癌旁胰腺组织,研究发现老年患者的 ECM 线性排列指数(MPF)显著高于年轻组,且 MPF 高表达与肿瘤 T3/T4 期、淋巴血管浸润(LVI)、神经浸润(PNI)及更短生存期相关。SEER 数据库与国内队列均显示,老年 PDAC 患者预后更差,提示衰老相关 ECM 改变可能是独立预后因素。

MMA 诱导 LOXL2+PSCs 重塑 ECM 的分子机制


体外实验显示,MMA 处理 PSCs 可增加线性 ECM 排列,而敲低或抑制 LOXL2 则阻断这一效应。RNA-seq 筛选出 KLF10 作为关键转录因子,其通过与 SP1 协同结合 LOXL2 启动子,介导 MMA 诱导的基因表达。值得注意的是,其他衰老相关代谢物(如喹啉酸、磷酸烯醇丙酮酸)未能触发类似反应,凸显 MMA 的特异性作用。

LOXL2+PSCs 的临床与功能验证


免疫荧光染色显示,老年胰腺中 LOXL2+PSCs 浸润增加,且与 ECM 线性排列及 MMA 水平正相关。动物实验证实,LOXL2 过表达的 PSCs 可显著促进肿瘤生长,而 LOXL2 抑制剂则抑制 ECM 重塑与肿瘤进展,提示靶向 LOXL2+PSCs 的治疗潜力。

这项研究首次系统阐明了衰老胰腺中 MMA-LOXL2+PSCs - 线性 ECM 轴在 PDAC 进展中的作用机制。研究发现,老年患者血清中升高的 MMA 通过 KLF10/SP1 通路激活 PSCs,使其分泌 LOXL2 并促进 ECM 线性排列,这种结构改变不仅为肿瘤细胞提供侵袭路径,还可能营造免疫抑制微环境,加速疾病进程。

研究的突破性在于将衰老相关代谢产物与 ECM 物理特性改变直接关联,揭示了 PDAC 年龄依赖性进展的新机制。靶向 LOXL2+PSCs 或阻断 MMA 信号通路,有望为老年 PDAC 患者提供精准治疗策略。尽管研究未涉及 MMA 直接抑制剂的开发,但其提出的 “代谢 - 基质 - 肿瘤” 互作模型,为跨学科研究肿瘤衰老机制开辟了新方向。随着全球老龄化加剧,这类聚焦年龄相关肿瘤微环境的研究,将为破解难治性癌症提供关键线索。

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